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功能性材料在婴童洗衣产品中的应用

2021-06-15姚喜梅朱晨江

中国洗涤用品工业 2021年4期
关键词:污渍洗衣活性剂

姚喜梅 黄 立 朱晨江

(科莱恩化工(中国)有限公司,上海, 200335)

随着消费升级,消费者对生活品质的追求日益提升,织物护理市场的细分化也越来越明显。统计数据表明[1],2020年1-12月我国液体洗涤剂产量稳步增长,累计同比增长9.42%。国内二胎政策的全面放开和落实,80、90后父母成为市场消费主力,婴幼儿护理市场需求越来越大,市场产品也越来越细分化,且增长快速。从英敏特的研究数据显示,在中国织物护理市场,仅从2019年第四季度到2020年第三季度,在新上市的织物护理产品中,专门针对0~3岁婴幼儿的织物护理新品数量已经占到19%。同时研究中还发现,在婴幼儿相关的清洁类产品中,中国父母对产品的安全性、高效性、温和性和抗/抑菌效果尤其关注。目前,市面上已有部分宣称天然温和、对织物加倍柔护、适合婴幼儿、对肌肤不刺激等的婴幼儿织物洗涤产品出现。因此,本文主要针对消费者对婴幼儿洗护产品,尤其是洗衣液产品的功效需求,介绍几款在温和、抑菌、抗污渍及护色方面有卓越功效的功能性材料的应用研究情况。

1 新一代绿色表面活性剂GlucoPure Sense

婴幼儿肌肤娇嫩,因此,父母在关注婴幼儿洗涤产品安全性的同时,也希望衣物在洗后能柔软亲肤,呵护宝宝肌肤。在“消费者对洗后婴幼儿服装问题的关注程度”的调研[2]中发现,除了开织物洗后掉色、沾色问题是消费者最关注的问题外,织物洗后手感变硬、洗后起毛、尺寸变化及洗后不平整等问题,也是普遍困扰消费者的地方。针对这些需求,近年来洗涤、柔软多效“洗护合一”逐渐成为洗衣液市场升级和发展的主要趋势[3]。 洗护合一的婴幼儿洗衣液产品也同样具有广阔的市场前景[4]。英敏特(Mintel)的数据统计显示,2016-2020年,国内市面上的婴童衣物柔顺剂及含柔顺功能洗衣液的新品数量也逐年上升。

全新一代的绿色表面活性剂GlucoPure Sense,来源于100%天然可再生的葵花籽油和100%天然可再生的葡萄糖,可以同时满足消费者对安全、温和及柔顺的需求。

1.1 Glucopure Sense的温和性

GlucoPure Sense对皮肤特别温和,不会给皮肤带来刺激性。在全球化学品统一分类和标签制度(GHS)体系下,Glucopure Sense属于无刺激性标签。

如图1所示,笔者采用红血细胞法(RBC),对比了GlucoPure Sense与常见的阴离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(SLES)及两性表面活性剂椰油酰基丙基甜菜碱(CAPB)的刺激性,由图1可见,相同浓度下,GlucoPure Sense的眼刺激平均指数值(MIOI)远远低于SLES,同时也低于CAPB的刺激性平均指数值。同时,当GlucoPure Sense作为辅助表活,SLES与它以7∶3的比例复配时,也能提供较好的协同作用,降低SLES的刺激性。因此,GlucoPure Sense非常适合于温和配方的开发。

图1 GlucoPure Sense 与SLES和CAPB的刺激性比较

1.2 Glucopure Sense的柔顺调理性能

Glucopure Sense属于非离子表面活性剂,和阳离子柔顺剂相比,其在配方中可以与阴离子、两性表面活性剂兼容,配方限制小。同时,实验证明,Glucopure Sense能提供与阳离子表面活性剂相当的柔顺调理效果。在普通洗衣液配方中,加入Glucopure Sense后,可以显著提高配方的柔顺性能。

1.2.1 测试方法

测试对象: 全棉毛巾布, 32 cm×28 cm

测试仪器:Phabrometer法宝仪,如图2所示。

图2 法宝仪 Phabrometer

实验:将全棉毛巾布用浓度为0.3%的标准洗涤剂,浸泡10 min,干燥后在恒温恒湿条件下,用Phabrometer测试其RHV值,每个样品重复测试5次。

1.2.2 测试结果

如图3所示,以活性物含量为15%的SLES溶液作为空白对标A,其相对手感值(Relative Hand Value, RHV)为0,向相同活性物含量的普通洗衣液配方中加入2%的Glucopure Sense,作为婴儿洗衣液(试样B),经测试其相对手感值RHV为1.15, 与市场公认的有柔顺效果的2合1市场样品的RHV值相当,这说明Glucopure Sense在普通洗衣液配方中(试样B活性物组成见表1),可以显著提高洗衣液的柔顺效果。

图3 含Glucopure Sense的洗衣液与市售柔顺洗衣液的柔顺性能对比

表1 试样活性物组成

1.3 Glucopure Sense的去污效果

Glucopure Sense作为非离子表面活性剂,在洗衣液配方中,具有优异的去污功效。将Glucopure Sense与常见的表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠SLES、Laureth-7、椰油酸钾复配,具体配方见表2。去污力测试结果显示:当表面活性剂活性物含量一定时,在以阴离子表面活性剂为主表的配方中,加入4%的Glucopure Sense可以与SLES为主的市售洗衣液配方具有相当的去污力(见图4)。

综上, Glucopure Sense由于其独特的分子结构,能与多种表面活性剂兼容,具有很好的复配性能,并能提供优良的去污力,为织物洗后带来柔和肤感。同时由于其成分大部分为天然可再生,因此非常安全、温和,尤其适合婴童洗护产品。

表2 试样及市场样品的活性物组成

图4 含Glucopure Sense的洗衣液与市售洗衣液的去污力对比

2 新型银离子抑菌剂 – Silver A

抑菌洗涤剂是指对微生物生长、繁殖等具有抑制作用的洗涤剂产品。2020年席卷全球的新冠肺炎疫情,让全世界对病毒、细菌的危害有了全面深入的认识,极大强化了人们的消毒抑菌意识,疫情后,大部分消费者的生活卫生习惯也随之改变[5]。英敏特调查发现,约28%的消费者表示疫情期间洗澡频率增加,同时,约23%的消费者会经常使用消毒剂消毒物体表面。可以预见,未来消毒除菌产品将会迎来爆发式、持续性增长。婴幼儿由于免疫能力较弱,更易受到致病菌的威胁,因而针对织物护理,市场上的各种抑菌洗衣液也开始受到家长的青睐。来自英敏特的数据显示,2016-2020年,全球的婴儿抑菌洗衣液新品发布数量正以每年约10%的速度增长。而对于抑菌型婴幼儿产品,消费者除了关注抑菌成分的抑菌功效外,他们认为其安全性也更加重要。

全新一代新型银离子抑菌剂Silver A,因其有效性、安全性,适合用于个人洗护产品沐浴露、洗手液及婴幼儿洗衣液产品中。Silver A为无色透明液体,与配方的兼容性好,无需悬浮稳定,易操作。其中银离子含量为500 mg/kg,由于其极低的最小抑菌浓度(MIC),因此配方中极低的添加量就可起效,性价比高。

笔者应用Silver A在不同洗衣液配方中,测试了其对常见致病菌金黄色葡萄糖菌、大肠杆菌、白色念珠菌的抑制效果(见表3)。

表3 Silver A的最小抑菌浓度

2.1 抑菌测试实验方法

本实验采用GBT2738-2012日化品抗菌抑菌效果评测方法:

(1)将样品与灭菌的自来水按照1:100稀释,混匀,静置20 min;

(2)调节接种菌(大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌、绿脓杆菌)浓度5×105~5×106CFU/mL;

(3)取0.1 mL接种菌液加入至5 mL稀释好的样品中,混匀,接触20 min;

(4)接触20 min后,直接梯度稀释法计算抑菌率。

抑菌评价效果:抑菌率≥50%~90% 产品有抑菌作用;抑菌率≥90% 产品有较强抑菌作用。

抑菌率=(对照样品平均回收菌落数-实验样品平均回收菌落数)/对照样品平均菌落数×100%

2.2 抑菌测试实验结果

2.2.1 Silver A在实验室自制洗衣液配方中的抑菌效果

将1% Silver A加入 主表面活性剂为SLES 8%,AEO-9 7%的实验室自制洗衣液配方中,调节配方pH为7.4。实验结果见表4,Silver A在自制洗衣液中,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及白色念珠菌均有很好的抑制效果,抑菌率均可达99.9%。

2.2.2 Silver A在标准洗衣液配方中的抑菌效果

笔者同时测试了Silver A在国标洗衣液中的抑菌效果,其中Silver A的添加量分别为0.2%和0.5%,洗衣液配方pH值为8.1。实验结果见表5, 在标准洗衣液中,不含杀菌剂的洗衣液本身对金黄色葡萄球菌即有很好的抑制效果,但对大肠杆菌的抑制作用差。当Silver A的浓度仅为0.2%时,洗衣液配方对金黄色葡萄球菌的抑菌率仍为99.99%,这一方面说明Silver A对金黄色葡萄球菌的抑制作用未体现,同时也说明它在配方中对金黄色葡萄球菌的抑制没有负面影响。同时,Silver A在浓度为0.2%、0.5%时对大肠杆菌有较好的抑制效果,抑菌率为85.20%。

表4 LA和C12ThrNa的加标回收实验

表5 Silver A在标准洗衣液配方中的抑菌效果评价

2.2.3 Silver A在市售普通洗衣液配方中的抑菌效果

为进一步研究Silver A的抑菌效果,笔者选择了两款市售的普通洗衣液,加入Silver A进行抑菌效果测试。其中,在洗衣液A中Silver A的添加量为0.5%, 在洗衣液B中Silver A的添加量为0.2%。实验结果见表6,两款市售产品对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均无抑制作用,而含不同浓度的Silver A在洗衣液A和洗衣液B中,均表现出优良的抑菌效果,其对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑制率均达到99.99%。

2.2.4 Silver A在洗衣液配方中的稳定性

由于银离子(Ag+)在光照、高温等条件下易被转化成单质银或Ag2O,导致一些银系杀菌剂变色,抗菌性能降低[5]。为了研究Silver A在衣液配方中的稳定性, 笔者测试了Silver A在不同条件下的稳定性。如表7所示,在表面活性剂体系中,Silver A在pH (5.5~7.5)范围内,添加浓度分别为0.1%、0.2%和0.4%时,在高温50℃下放置一个月后,也不会发生颜色改变,仍然保持无色澄清透明。在皂基体系中, Silver A的浓度含量为0.1%、0.2%时,配方在高温50℃放置一个月后,溶液颜色仍然无色澄清透明,无变化,只有当浓度提高到0.4%,50℃放置一个月后,颜色有轻微变黄,但仍在指标范围内。

表6 Silver A在市售洗衣液配方中的抑菌效果评价

表7 Silver A在不同洗衣液配方中的稳定性

综上,银离子作为传统杀菌剂成分,历史悠久,新型银离子杀菌剂 Silver A应用于洗衣液配方中,能提供优良的抑菌作用。同时它兼容性好,配方适用性强,在配方中稳定性好,非常适合婴幼儿洗衣液配方。

3 新型织物表面护理聚合物 – TexCare SRN

织物类污渍种类繁多,但不同人群其污渍类型有所不同。减轻织物清洗的压力,是未来织物护理的需求之一。调研发现,在婴幼儿织物污渍中,奶渍和排泄物污渍占比最大,也是目前消费者在清洁婴幼儿衣物时最大的痛点。因此,在提高洗衣液去污力的同时,减少奶渍/排泄物污渍在婴幼儿织物上的沉积,并提高织物的抗污能力,具有非常巨大的应用市场。

TexCare SRN,作为一种非离子型聚酯类聚合物 ,可广泛应用于各种液体洗涤剂,具有优良的抗污渍效果。当涤纶和涤棉织物沾上污渍,尤其是油渍时,这些污渍会牢牢地附着在织物疏水性合成纤维上,因合成纤维难以被洗涤液润湿,因而很难清洗。当用含有TexCare SRN聚合物的洗涤剂清洗这些织物时,由于聚合物链中间为亲油基团,两端为亲水基团封端,使得SRN聚合物分子可以吸附并沉积在织物的疏水纤维上,在织物表面形成保护膜,防止污渍直接附着在纤维上。此外,使用TexCare SRN聚合物后,与未经处理的纤维相比,疏水性污渍对亲水性膜的亲和力也显著降低。这使得其在随后的洗涤过程中更容易去除织物上的污渍。

3.1 抗污渍测试

采用工业机油对涤棉布进行抗污渍效果的实验。先用含有0.5%~3.0%的TexCare SRN聚合物的市售普通洗衣液,预洗涤棉样品布,再将机油污渍作用在涤棉表面,并放置1 h老化,再次用不含聚合物的洗衣液清洗涤棉布。最后,与未经聚合物预洗处理的涤棉布对比清洗效果。

如图5所示,蓝色曲线代表TexCare SRN聚合物只用于预洗阶段,红色曲线代表TexCare SRN聚合物在预洗及主洗阶段均有使用,从图5可以看出,TexCare SRN聚合物的浓度从0.5%开始,只需一次预洗,便可显著改善去污效果,这意味着聚合物形成的亲水保护膜能很好地去除表面污渍。当聚合物在预洗和主洗阶段都存在时,去污效果会更好。同时,随洗衣液中聚合物浓度的增加,去污效果也逐渐增加。

图5 TexCare SRN聚合物的抗污渍再沉积测试

3.2 提升去污力测试

TexCare SRN 聚合物的另一个作用是能显著改善洗衣液配方的去污能力。即使不使用含TexCare SRN聚合物的洗衣液对织物进行第一次预洗,在直接清洗中,含TexCare SRN聚合物的洗衣液也能更好地去除聚酯纤维和涤棉上的污渍。实验用带油渍的涤棉污布WFK 20C和带合成皮脂的涤棉污布WFK 20 D进行测试,在40℃下用含有1%TexCare SRN 100的市售洗衣液清洗4次。如图6所示。从图6中可以看出,每次清洗后,无论是哪种污布,污布上的污渍去除量都显著高于不含聚合物的去除量。且随着洗涤次数的增加,污渍去除效果也逐渐增加。

图6 TexCare SRN聚合物的去污力测试

综上,新型织物表面护理聚合物–TexCare SRN能显著减少污渍在织物表面的沉积,并提升洗衣液的去污能力。同时因其与表面活性剂优良的兼容性能,也非常适合婴幼儿洗衣液配方。

4 新一代护色聚合物 – TexCare DFC 6 PRE

随着消费者的消费升级,洗衣产品的细分化程度也越来越高,消费者对衣物洗涤时的防掉色、防串色的需求也越来越大,在婴儿洗衣液中,近年来宣称关于护色的新品发布也在持续增加。在针对消费者对洗后婴幼儿服装问题的关注程度调研[2]中发现,对衣物洗后掉色、沾色的问题时消费者关注度最高的一个问题,这也促使商家不断开发有护色、防窜色功能的婴儿洗衣液。TexCare DFC 6 PRE是一种脂肪族的聚胺类衍生物,是一个集合了护色作用和防串色作用的产品。如图7所示,将不同颜色的色布,用含DFC 6的洗衣液洗涤,洗涤条件为:洗涤温度60℃,洗涤1 h,共洗涤3次。从图7可以看出,经含DFC 6的洗衣液洗涤后的色布,颜色保留度明显优于不含DFC 6洗涤的色布, 即TexCare DFC 6 PRE可以显著防止织物脱色。

图7 TexCare DFC 6 PRE在不同色布中的脱色测试

同时,实验证明添加DFC6的洗衣凝珠对JB00标准白棉布有非常好的染料转移抑制效果[7]。

综上,TexCare DFC 6 PRE在织物护理产品中,能提供优良的护色及防串色多重功效。

5 结语

随着消费者需求越来越大,洗衣产品的细分化程度越来越高,消费者必然对织物洗涤中的功能性产品要求越来越大。基于葵花籽油来源的全新一代绿色表面活性剂GlucoPure Sense不仅对皮肤温和,并能带来柔和肤感及提升织物的调理性能。Silver A作为一款基于银离子的杀菌剂产品,能广泛适用于洗衣液、洗手液等液体洗涤剂,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌有很好的抑制作用。TexCare SRN系列聚酯类聚合物,因其与织物纤维类似的化学结构,从而能为织物表面的污渍抵御、抗污渍再沉积及提升产品去污力方面提供卓越功效。TexCare DFC 6 PRE, 对织物兼具了护色和防串色的双重功效,很好地满足了消费者对此功能的需求,尤其是在婴童洗衣液中的护色需求。

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